CI CD4049 Inversor Hex CMOS: Características, Aplicações e Diagrama de Circuito – Seu Guia Definitivo

Hoje, não há muitos inversores CI melhores que o CD4049. Este inversor permanece um componente crucial em circuitos lógicos e é muito confiável. Por exemplo, quando você requer conversões de nível lógico de circuito, sua solução ideal é este CI inversor hex baseado em lógica CMOS.

Além disso, outros circuitos funcionam melhor com este CI inversor. Conforme você lê, explicamos como construir vários projetos de circuito usando este CI amigável para iniciantes. Portanto, com a ajuda deste manual, seu processo de construção torna-se mais acessível e oportuno também.

1. Características do CD4049

O datasheet do CD4049 lista os componentes de desempenho e técnicos deste CI em detalhes. No entanto, alguns deles são:

1. Uma tensão de alimentação varia de 3 Volts a 15 Volts.
2. Tem alta capacidade de corrente de dreno e fonte. Por essa razão, o CI pode acionar duas cargas TTL usando uma alimentação de 5 volts sobre uma faixa completa de temperatura.
3. Com este circuito vem um recurso único de proteção de entrada. Além disso, permite uma tensão de entrada de gate maior que Vdd. Consequentemente, este recurso previne descargas estáticas.
4. O CI inversor tem habilidades de conversão de nível lógico alto para baixo.
5. Também, o limite máximo de entrada está em 1µA sobre uma faixa completa de temperatura de 18V. A 25°C, a entrada máxima está em 100nA sobre 18V.
6. Tem corrente de repouso de 20V totalmente testada.
7. Frequentemente, vêm em pacote de 16 pinos como SOIC, PDIP, SO e TSSOP.
8. Suas classificações paramétricas são 5, 10 e 15 volts.

2. Arranjo e Função da Pinagem do CI CD4049

No CI CD4049, existem 16 pinos/terminais. Abaixo, temos um esquema declarando o PINO e nome junto com suas descrições também.

(Um diagrama CMOS CD4049 mostrando os 16 pinos e seus nomes)

Fonte: Wikipedia Commons

• Pino 1 – Este é o terminal de tensão de alimentação.
• Pinos 3, 5, 7, 9, 11 e 14 (A, B, C, D, E, F) compõem os pinos de entrada do inversor em um lado.
• Pinos 2, 4, 6, 10, 12 e 15 (G, H, I, J, K, L) – No outro lado, você encontra estes pinos de saída do inversor.
• Pino 8 – Este é o terminal de terra do CI.
• Pinos 13 e 16 – Por fim, estes são os terminais NC (Não Conectados).

3. Aplicações do CD4049

Geralmente, existem vários modos de aplicações do CI CD4049. Embora, mais especificamente, os usamos na conversão de níveis lógicos em um circuito. Outras vezes, ainda servem a outros propósitos eletrônicos tais como:

• A composição de um oscilador de onda quadrada.
• Na construção de conversores DTL e TTL.
• Para uso em circuito multiplicador de tensão.
• Útil em circuitos de chaveamento ou LIGA/DESLIGA.
• Serve função em drivers de fonte ou sumidouro de corrente.

(Interruptor Liga e Desliga)

4. Construindo um Circuito Simples Usando CD4049

Às vezes é um debate técnico sobre CD4049 vs. CD4049UBE; qual é um CI melhor? Na verdade, ao construir circuitos de fuzz de ruído extremo, você está melhor com a versão não bufferizada.

Por padrão, existem valores constantes para os componentes que você usa na construção com estes buffers hex. Em conjunto, tanto o resistor R1 quanto o capacitor C1 determinam a frequência F. Assim, retratamos esta relação com a fórmula:

F = 1 / (R × C × 1,39)

Também, a fonte de energia ideal é de 3V até 12VDC.

Adiante, vamos construir um circuito de chaveamento toque LIGA-DESLIGA com 2 Inversores CMOS. Então, vamos introduzir dois outros circuitos similares construídos usando o CI buffer inversor hex CD4049.

(Uma pinagem CD4049 não bufferizada instalada em uma placa de circuito)

Fonte: Wikipedia Commons

Circuito Simples de Chave Sem Rebote (Bounceless)

Primeiro, olhamos para o circuito de chave sem rebote. A razão pela qual é uma escolha top é devido à sua baixa produção de ruído e alta qualidade. Por padrão, este circuito de chave eletrônico funciona em um conjunto RS flip-flop.

(Esquemático de um circuito simples de chave sem rebote usando CD4049)

Fonte: Wikipedia Commons

O princípio de funcionamento envolve construir um circuito que trava os sinais de saída, sejam baixos ou altos. Como resultado, a chave mecânica libera um pulso inicial. Daí em diante, o circuito ignora pulsos futuros da chave de controle. Como resultado, o botão sem rebote tem sua saída conectada à entrada do inversor digital. Portanto, o circuito de controle recebe um único pulso e não pulsos seriais.

Circuito Gerador de Oscilador de Onda Quadrada

Outro exemplo de circuito simples construído com CI-4049 é um Gerador de Oscilador de Onda Quadrada. Aqui, introduzimos o Inversor Hex CD4049 para este propósito específico. Configurar isso é simples. Para começar, você só precisa de um capacitor e um resistor. Então, seu buffer inversor hex CI-4049 compõe o que resta.

Em termos de características, o consumo de energia do gerador de oscilador de onda quadrada é bastante baixo. Relativamente, a frequência de saída permanece constante. Em função da tensão da fonte de alimentação, as taxas de mudança de frequência também são menores. Geralmente, estes circuitos têm produção de onda quadrada com duty-cycle de 50%.

(Um circuito gerador de oscilador de onda quadrada com CD4049)

Construindo um Circuito Toque LIGA-DESLIGA usando CI Inversor CD4049

Aqui, com este guia prático, você visa configurar um circuito Liga-Desliga para funcionar como um flip-flop. Quando você toca o cabo, ele liga o LED, e em outro toque, as luzes apagam. Em outras palavras, funciona como sensores digitais no circuito. Frequentemente vemos esta aplicação em luminárias de toque.

Componentes Necessários

Na prática, você precisa de alguns componentes para começar a construir seu circuito.

• CI Porta Inversora Hex CD4049.
• Resistor 470Ω.
• Resistor 1MΩ.
• Resistor 4,7MΩ.
• Capacitor 100nF (cerâmico).
• Capacitor 1µF (eletrolítico).
• LED.
• Protoboard.
• Fios jumpers.
• Fonte de Alimentação 5V DC.

(Componentes do Circuito com os circuitos integrados visíveis ao fundo).

Este CI tem seis portas inversoras independentes umas das outras. Note que existem pinos com a marca A para clareza. Estes compõem o pino de entrada do CI inversor, e onde alguns pinos marcados com Y servem como terminais de saída.

Para começar, vamos preparar nossa Tabela Verdade. Este pequeno gráfico mostra a saída da porta lógica NOT CI para qualquer entrada.

ENTRADA	SAÍDA
Baixa	Alta
Alta	Baixa

Em outras palavras, para toda entrada baixa (0), a saída é alta (1), e vice-versa. Atua como base para como seu circuito finalizado funciona.

Procedimento de Conexão

(Diagrama de Circuito para construção de um circuito Toque LIGA-DESLIGA usando CI Inversor CD4049)

1. Começando, você conecta a fonte de alimentação ao Chip Inversor CD4049. Isso significa conectar Pino 1 e Vdd a, digamos, uma entrada de 12V. Então, Pino 8 e GND vão para o Terra.
2. Em seguida, ligue o resistor 10MΩ em conexão com Pinos 3 e 4.
3. Então, conecte outro resistor de 10MΩ de uma extremidade da placa de toque ao Pino 2 no chip inversor. Em conexão paralela, instale o capacitor 100nF com o painel de toque.
4. Ao conectar a extremidade oposta da placa de toque ao Pino 3, também conecte o capacitor 1µF.
5. Agora, você conecta o resistor 1MΩ entre Pino 2 e Pino 3.
6. Neste ponto, você conecta a saída do primeiro gate à entrada do gate 2. Então, você faz uma conexão do Pino 2 para o Pino 5.
7. Por fim, você instala seu dispositivo de saída. Neste caso, seu dispositivo Toque Liga-Desliga vai para o Pino 4 (a saída do segundo gate). O LED contém um resistor protetor de 470Ω que impede corrente excessiva de queimá-lo.

Com isso, você completou sua conexão de hardware. Finalmente, seu circuito está pronto para ligar/desligar o LED.

Conclusão

No geral, o CD4049 é um modelo entre muitos outros conversores de nível lógico por aí. Geralmente, são inversores digitais que você encontra em várias aplicações eletrônicas, incluindo circuitos digitais dedicados. Na maioria dos casos, suas funções dependem de como você conecta estes CIs lógicos a outros circuitos.

Encontrou alguma dificuldade na construção deste circuito, ou tem dúvidas? Entre em contato conosco usando nosso botão de contato.